干式雙離合器總成設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32372干式雙離合器總成設(shè)計(jì)案例 1305651.1離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1253451.2從動(dòng)盤(pán)總成 2157021.2.1軸向彈性從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式 2137101.2.2從動(dòng)盤(pán)轂 2233431.2.3摩擦片 350301.2.4從動(dòng)片 3127061.2.5波形片 4305211.3離合器蓋總成 499231.1.1離合器蓋 4149501.1.2壓盤(pán) 5284531.1.3傳動(dòng)片 5160351.1.4分離杠桿裝置 543301.1.5支承環(huán) 5312311.4分離軸承總成 5308411.5扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 59101.6減振彈簧的計(jì)算 91.1離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)離合器操縱系統(tǒng)的要求:1）踏板力小且有路感。通常踏板力大小在80～150N之間。2）踏板行程要保證在80~150mm之內(nèi)，最大不能超出180mm。3）摩擦片在正常工作時(shí)就有一定的磨損，要保證在他磨損后其他部件仍不受影響，應(yīng)裝有踏板行程調(diào)整裝置。4）應(yīng)保證較高的傳動(dòng)效率。5）在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)和車(chē)架車(chē)身一定范圍發(fā)生變形時(shí)其正常工作不受影響。6）工作可靠且使用壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)操作方便[20]。以上要求都是基于人體工程學(xué)提出的，汽車(chē)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)都應(yīng)以符合人體工程學(xué)，提高駕駛舒適度為前提?，F(xiàn)有的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有以下幾種。分別為機(jī)械式，液壓式。氣壓式，機(jī)械式與液壓混合式。機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。機(jī)械式的機(jī)械效率不是很高。液壓式操縱機(jī)構(gòu)可以解決機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)的不足。其傳動(dòng)效率很高，質(zhì)量較小，布置很方便。使得離合器的接合較為柔和。液壓式操縱機(jī)構(gòu)因其上述的優(yōu)勢(shì)，目前最廣泛應(yīng)用在各種形式的汽車(chē)中[17]。本次設(shè)計(jì)選取液壓式操縱機(jī)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)如下圖3-1所示。1-離合器踏板2-主缸3-儲(chǔ)液罐4-分離杠桿5-分離軸承6-分離叉7-工作缸圖3-1液壓式操縱機(jī)構(gòu)示意圖

1.2從動(dòng)盤(pán)總成從動(dòng)盤(pán)總成有兩種結(jié)構(gòu)。裝有扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)是選擇很常見(jiàn)的，另一種是沒(méi)有扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)。查閱文獻(xiàn)得知沒(méi)有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)中裝有雙質(zhì)量飛輪來(lái)充當(dāng)扭轉(zhuǎn)減振器的作用。扭轉(zhuǎn)減振器可以使離合器接合平順性更高。所以本次設(shè)計(jì)選擇裝有扭轉(zhuǎn)減振器的。從動(dòng)盤(pán)總成不僅包括扭轉(zhuǎn)減振器，還含有從動(dòng)盤(pán)轂，摩擦片，從動(dòng)片等。從動(dòng)盤(pán)總成的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求:1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絕對(duì)不能大，能小盡量小。2）必須具有軸向彈性，以確保汽車(chē)起步穩(wěn)定，且降低摩擦片受壓磨損。3）配有扭轉(zhuǎn)減振器，減小沖擊以及防備齒輪發(fā)生共振的情況。4）抗爆裂剛度足夠[20]。1.2.1軸向彈性從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式扇形波形片有凸起，在這處與摩擦片鉚接[17]，因?yàn)椴ㄐ纹潜葟膭?dòng)片薄的，這樣的結(jié)構(gòu)就是可以滿足軸向彈性的要求，適合用在高速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，目前主要應(yīng)用在乘用車(chē)和和質(zhì)量較小的商用車(chē)上。發(fā)動(dòng)機(jī)排量較大的乘用車(chē)要求更高，一般使用階梯形鉚釘桿把一個(gè)方向上的波形片全部鉚接在摩擦片上，左右兩側(cè)皆是如此，這種結(jié)構(gòu)使得汽車(chē)起步的平順性極高，極大提升駕駛舒適性。1.2.2從動(dòng)盤(pán)轂隨著離合器的更新?lián)Q代，從動(dòng)盤(pán)轂已日益成為離合器在中的關(guān)鍵部件之一。就算從動(dòng)盤(pán)有扭轉(zhuǎn)減振器和軸向彈性，也不會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的轉(zhuǎn)矩。所以在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)轂時(shí)候?qū)ζ溆捕葟?qiáng)度都有極高要求，這樣才能保證汽車(chē)的安全性。從動(dòng)盤(pán)轂一般來(lái)說(shuō)是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)?；ㄦI軸與孔的配合時(shí)動(dòng)配合，保證從動(dòng)盤(pán)轂與變速器在離合過(guò)程中能夠滑動(dòng)。為了不發(fā)生偏移，從動(dòng)盤(pán)轂軸向尺寸不能太小，通常情況下與花鍵外徑相同，惡劣工況下可以適當(dāng)延長(zhǎng)?；ㄦI的參數(shù)由摩擦片的尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax本次設(shè)計(jì)選擇材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理硬度為30HRC。尺寸選擇如表3-1所示，三維模型如圖3-2所示。圖3-2花鍵轂1.2.3摩擦片摩擦片是離合器中非常主要的工作部件，摩擦片顧名思義就是用于摩擦來(lái)工作的，所以為了保證他能一直工作，一定要耐于摩擦。由于摩擦片一直受于摩擦生熱，所以要保證摩擦片受熱不易順壞，不至于產(chǎn)生氣味甚至燒壞。其實(shí)對(duì)于完全依靠選擇熱穩(wěn)定性好的摩擦片材料來(lái)說(shuō)，還是很有局限性的，在離合器蓋上設(shè)置通風(fēng)口提高散熱性也是應(yīng)該著重關(guān)注的部分。摩擦片的設(shè)計(jì)在前面已經(jīng)完成，在此不做贅述。1.2.4從動(dòng)片從動(dòng)片的要求是要質(zhì)量輕具有較高硬度與平面度，且具有軸向彈性[20]。關(guān)于軸向彈性在前面已經(jīng)闡述過(guò)。本次設(shè)計(jì)選擇50號(hào)中碳鋼板，厚度為1.5mm，表面硬度控制在37HRC。下圖3-3為從動(dòng)片三維模型。圖3-3從動(dòng)片1.2.5波形片按照一般要求與設(shè)計(jì)的規(guī)律，選擇波形片65Mn，厚度0.8mm，硬度45HRC，經(jīng)過(guò)表面發(fā)藍(lán)處理。1.3離合器蓋總成1.1.1離合器蓋離合器的各個(gè)部位設(shè)計(jì)時(shí)都要有嚴(yán)謹(jǐn)要求，離合器蓋設(shè)計(jì)也不例外，有如下要求:1)為了保證離合器能夠正常工作，離合器蓋必須有足夠的剛度，否則使摩擦面分離不徹底?？梢允褂梅吂に?，加大板厚或改用鑄鐵材料鑄造來(lái)實(shí)現(xiàn)。2)與飛輪對(duì)中性好。3)支承膜片彈簧處要有高尺寸精度。4)散熱性好。必須設(shè)置大通風(fēng)孔或通風(fēng)扇片[17]。本次設(shè)計(jì)離合器蓋選擇08低碳鋼板。下圖3-4為離合器蓋三維圖。圖3-4離合器蓋1.1.2壓盤(pán)壓盤(pán)是離合器中受熱最嚴(yán)重的零件，所以要求壓盤(pán)材料耐熱性好，便于通風(fēng)散熱，還要保證較大剛度以減小受熱翹曲變形程度。本次設(shè)計(jì)選擇壓盤(pán)厚度20mm，灰鑄鐵HT250，硬度180HBS。圖3-5為壓盤(pán)三維圖。圖3-5壓盤(pán)1.1.3傳動(dòng)片傳動(dòng)片的分布方式是沿著圓周均勻分布的，這樣可以保證傳動(dòng)片的變形不影響壓盤(pán)的對(duì)中性以及離合器的平衡。按照一般常用規(guī)則，本次設(shè)計(jì)選擇傳動(dòng)片3組；每組2片；每片厚度0.7mm，材質(zhì)選擇彈簧鋼帶65Mn。1.1.4分離杠桿裝置按照常用規(guī)則進(jìn)行選取分離杠桿由35等中碳鋼鍛造成型，硬度在140HBS。1.1.5支承環(huán)根據(jù)前面其他零件的設(shè)計(jì)參數(shù)于選取，本次選擇碳素彈簧鋼絲。1..5mm寬。1.4分離軸承總成分離軸承用于銜接減振器和操縱機(jī)構(gòu)，工作中主要受軸向載荷影響。通常常選用封閉式的角接觸推力球軸承。1.5扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器是由彈性元件與阻尼元件等組成的。彈性元件主要是減振彈簧或橡膠，阻尼元件即阻尼片。他們的作用分別是避開(kāi)共振以及耗散振動(dòng)能量。所以扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)時(shí)要滿足如下功能：

（1）使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與變速箱連接處的扭轉(zhuǎn)剛度盡可能的小，以確保離合器正常運(yùn)作。（2）使系統(tǒng)的扭振阻尼得到顯著提升，并可以約束瞬態(tài)扭轉(zhuǎn)射頻反饋的幅度[20]。（3）增強(qiáng)變速箱停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離合器與傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，減少噪聲。（4）縮小車(chē)輛在復(fù)雜工作狀態(tài)下變速器所受扭矩影響。單極線性扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)特性如下圖3-6所示。圖3-6單極線性扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)特性1.極限轉(zhuǎn)矩T極限轉(zhuǎn)矩的取值一般于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有如下的倍數(shù)關(guān)系：Tj=1.5~2.0速騰汽車(chē)系數(shù)取2.0，所以Tj=2.0×220=4402.扭轉(zhuǎn)角剛度k扭轉(zhuǎn)角剛度選擇應(yīng)盡可能保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作下不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。扭轉(zhuǎn)角剛度與整體結(jié)構(gòu)和減振彈簧有關(guān)。減振器尺寸簡(jiǎn)圖如下圖3-7所示。圖3-7扭轉(zhuǎn)減振器尺寸示意圖設(shè)計(jì)時(shí)，k?初選為k?≤13×Tj=13×440本文的設(shè)計(jì)k?選擇為56001.阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T在已知限定條件下，扭轉(zhuǎn)角剛度受結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩最值的影響最大，會(huì)引起扭轉(zhuǎn)剛度的大小一定程度的增加。為提高消振效果，可根據(jù)（3-3）對(duì)TμTμ=0.06~0.17本文的設(shè)計(jì)選擇Tμ=0.15×2204.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn根據(jù)資料顯示，可以通過(guò)提高預(yù)緊轉(zhuǎn)矩來(lái)降低減振器的共振現(xiàn)象。但預(yù)緊轉(zhuǎn)矩的數(shù)值也不宜過(guò)大，若大于阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩，則在反向工作條件下必定導(dǎo)致減振器終止運(yùn)行。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)資料顯示，要在以下公式給出的這樣一個(gè)范圍內(nèi)來(lái)進(jìn)行選?。篢n=0.05~015T=0.1×220N·M=22N·m本次的設(shè)計(jì)選取Tn=225.減振彈簧的位置半徑R0通常情況下，R0R0=0.60~0.75=0.7×=47.25mm本次的設(shè)計(jì)選取R0=486.減振彈簧個(gè)數(shù)Zj根據(jù)表3-2進(jìn)行選取。根據(jù)前面確定的速騰汽車(chē)的參數(shù)來(lái)看，本次的設(shè)計(jì)選取Zj7.減振彈簧總壓力F∑△t為限位銷(xiāo)工作時(shí)，從動(dòng)盤(pán)轂產(chǎn)生的缺口。在扭轉(zhuǎn)減振器工作時(shí)，當(dāng)△t為零的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)矩最大，此時(shí)總壓力：F∑=T=440=9.17KN本文的設(shè)計(jì)選擇F∑8.極限轉(zhuǎn)角?j在減振器的極限工作時(shí)間時(shí)，存在著極限轉(zhuǎn)矩。從動(dòng)片與離合器的從動(dòng)盤(pán)轂間存在的角度被稱(chēng)作極限轉(zhuǎn)角?j，??j本文的設(shè)計(jì)選擇?j=10下表3-3為扭轉(zhuǎn)減振器相關(guān)參數(shù)。下圖3-8為扭轉(zhuǎn)減振器的三維模型。圖3-8扭轉(zhuǎn)減振器圖3-9為扭轉(zhuǎn)減振器三維分解圖。圖3-9扭轉(zhuǎn)減振器三維分解圖1.6減振彈簧的計(jì)算1.6.1減震彈簧的分布半徑RR1的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取R1=式中，d為離合器摩擦片內(nèi)徑故R1=0.65d2=0.65×135/2=48(mm)，即為減振器基本參數(shù)中的1.6.2單個(gè)減振器的工作壓力PP=FΣZ=9.171.6.3減震彈簧尺寸（1）彈簧中徑D通常來(lái)說(shuō)有這樣的取值規(guī)律，即Dc=11~15本次取Dc（2）彈簧鋼絲直徑dd=38P=3=5.74mm式中，未知數(shù)扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力τ也有一定的取值規(guī)律，一般來(lái)說(shuō)可取550~600MPa，本次代入為580MPa，d取6mm（3）減振彈簧剛度k應(yīng)根據(jù)已計(jì)算和選取的其他參數(shù)來(lái)進(jìn)行確定，k=kφ=5600≈135.03（N/mm）（4）減振彈簧有效圈數(shù)ii=Gd4=8.3×=6.2≈6（5）減振彈簧總?cè)?shù)n查閱資料得知此數(shù)值一般為6，所以取n=6（6）減振彈簧最小高度lmin=nd+δ≈1.1dn=39.6彈簧總變形量Δl=Pk=1528.3（7）減振彈簧總變形量ll0=l=39.6+11.32=50.92mm減振彈簧